中国水情分析研究报告
20##年第15期（总第136期）
水规总院水利规划与战略研究中心 20##年12月16日
介绍几种国际河流水量分配方法
刘戈力 曹建廷
（水利部水利水电规划设计总院）
摘要 本文系统介绍了荷兰代尔夫特IHE学院Pieter van der Zaag等人于20##年在《水政策》（Water Policy 4（2002））发表的关于国际河流公平分水的定量标准的文章，该文以非洲的奥兰治河、尼罗河和英康马蒂河作为研究案例，分别采用不同方法进行水量分配，提出测算标准，并对各类方法和结果加以分析比较，其思路和方法有一定的参考价值。
关键词 国际河流 分水 方法
随着人口增加和经济社会的发展对水资源需求增加，各国对国际河流水资源的竞争日益加剧，国际水事纠纷已成为诱发许多地区冲突的重要因素之一，国际河流分水问题也越来越受到有关国家和国际社会的高度关注。为公平合理地解决国际河流分水问题，国外有关组织和各类学者、专家对涉及国际河流公平分水的方法和衡量标准进行了研究。
20##年，《水政策》（Water Policy 4（2002））发表了荷兰代尔夫特IHE学院Pieter van der Zaag等人的文章，提出了国际河流公平分水的定量标准。该文以非洲的奥兰治河、尼罗河和英康马蒂河作为研究案例，分别采用不同方法进行水量分配，提出测算标准并加以分析比较。
一、分析思路与计算公式
（一）按流域内的国家数量平均分配水资源总量
这种方法在需求方面主要考虑三个因素，即流域内的国家数、各国在流域内所占的流域面积和人口；在供给方面，主要考虑全流域产生的“蓝色水”和“绿色水”。其中“蓝色水”是指可更新的地表水和地下水，即我国所定义的“水资源”；“绿色水”是指可更新的耕作层内的土壤水，是由一部分降水形成的。其计算步骤为：
1、计算每个流域国境内所产生的“蓝色水”。
2、流域所产生的“蓝色水”减去各国应保留的“蓝色水”，剩余的即为“非保留”的“蓝色水”。保留系数记为
，本例中=0.25
3、将扣除各国的“保留水量”之后的 “蓝色水”总量作为基数，在各流域国之间平均分配水权。对处于最上游的流域国来说，其水权等于非保留的蓝色水总量除以流域内的国家数n。
4、将最上游国分得的水权与其境内产生的非保留水量进行比较，如果后者大于前者，则多余水量必须下泄到下游国家。
5、按3和4的步骤计算第二个上游国的水权。此时的计算方法为：最上游国的下泄水量加上其他流域国产生的“非保留”水量，除以（n-1），n为流域国总数。同理，如果第二个上游国的“非保留”水量大于其应得的水权，多余水量也必须向下游泄放。依次类推，直到最下游的国家。
上述计算方法可用下列公式来表示：
A-1
A-2
A-3
式中：
n — 流域内的国家数
i — 从最上游开始的流域国序号（最上游国为1，最下游国为n）
C —径流系数
A — 流域面积（103km2）
I — 降水年均截留量（m/a）
P — 年均降水量（m/a）
— 第i个流域国产水量（109m3/a）
— 第i个流域国分得的水权（109m3/a）
— 第i个流域国必须下泄的多余水量（109m3/a）
— 流域国保留水资源的保留系数
奥兰治河（Orange River）计算实例（见表1）
流域国3个：莱索托、南非、纳米比亚（博茨瓦纳境内流域面积12.1万km2，但“蓝色水”贡献率为0，且该国处于上游，也不可能将下游的水分配给它，故不予考虑），即i＝3。
表1 奥兰治（Orange）河水量分配计算表
注：I=0.32m/a, C=0.30, Rb=0.25
（二）按流域面积分配法
方法一没有考虑各国所占流域面积的差别，如计入流域面积的因素后，计算方法应加以修正，即“非保留”的蓝色水不是按国家平分，而是按各国所占流域面积的比例进行分配，其计算公式为：
A-4
计算结果见表2
（三）按流域内人口比例分配
考虑流域内每个人都享有公平用水的权利，故“非保留的蓝色水”应按各国在流域内的人口比例分配，其计算公式为：
A-5
式中：
— 第i个流域国在流域内的人口数。计算结果见表2
表2 按流域国、流域面积和人口比例分配的不同计算结果
注：Rb=0.25
（四）蓝色水和绿色水合并分配法（按流域国平分）
（五）蓝色水和绿色水合并分配法（按流域面积分配）
（六）蓝色水和绿色水合并分配法（按流域人口分配）
计算步骤：
1、计算蓝色水和绿色水总量（绿色水计算方法见公式A-6）。
A-6
2、从最上游国开始计算分配水权。
3、计算该国的多余水量。
4、计算该国可流通的地表水总量。
5、由于绿色水是无法输送的，故该国的下泄水量取第三和第四步计算结果中的最小值。
具体计算公式如下：
A-7
A-8
式中 Wg —为绿色水相对于蓝色水的权重。
二、不同分配方法的分析与比较
在奥兰治河案例中，采用不同方法进行了水量分配计算，计算结果见表3～表5。
表3 同时考虑绿色水和蓝色水按流域人口比例方法计算各国家分得水量
注：I=0.32m/a, C=0.30, Rb=0.25, Wg=0.5
表4 同时考虑绿水和蓝水按流域人口比例方法计算分配的人均水资源量
注：Rb=0.25， Wg=0.5
表5 不同方法的分配结果比较表
注：Rb=0.25
在表5的基础上，再计算分配各国流域内的人均水资源量，分配结果见表6。
表6 按六种方法计算的分配各国的人均水资源量
注：Rb=0.25
经过多种方法比较之后可以看出，按国家数平均分配是最不公平的，按流域面积分也是不太公平的，同时考虑绿色水和蓝色水并按流域人口分配是最公平的，各国的人均水资源量与全流域平均值（381m3/a）相对比较接近。
三、尼罗河分水计算实例
利用同样方法，但不考虑保留水量，尼罗河案例的分配结果见表7。
表7 尼罗河水量分配表（按人口分配） 水量单位：109m3
注： I=0.6m/a, C=0.15, Rb=0, Wg=0.5
表8为不同Rb值时，同时考虑蓝色水和绿色水按流域人口分配结果，表9为同时考虑蓝色水和绿色水按流域人口分配到各国流域内的人均水资源量。
表8 不同Rb值时尼罗河分水结果 水量单位：109m3
表9 分配各国流域内的人均水资源量 单位：m3/a
注：Rb=0.25， Wg=0.5
四、简要评述
跨界水问题通常涉及水量分配、水能开发、航道使用、水污染防治与水环境保护等方面的问题。在水资源丰富的地区，通常以合理分享水能、水运效益和共同保护水环境为主，水量分配可能不是主要矛盾。在水资源短缺和非航行使用的国际河流，则通常以公平合理地分配水权和防止水污染为主。在以往的国际河流分水案例中，按流域国平均分配是一种早期采用的比较粗放的方法，以后逐渐增加了耕地面积和人口等方面的因素。本文简单介绍了荷兰学者关于国际河流公平分水的思路和方法，并通过案例分析对各种不同方法进行比较。从不同方法的计算结果来看，以流域内人口比例计算的各国流域内人均水资源量为主要衡量指标是比较合理的。按照以人为本的原则，在产水贡献率占一定权重的同时，考虑流域上下游人均水资源量相对接近应作为国际河流公平分水的基本准则之一。
发送:部领导、总工，国务院发展研究中心，国家发改委有关司局，部机关各司局，各流域机构 ，各省（市、区）水利（水电）厅（局），有关规划、设计、科研单位和高等院校。
水利规划与战略研究中心编印 共印300份
第二篇：中国工业机器人产业分析研究报告
工业机器人产业分析研究报告
一、我国工业机器人发展
我国机器人研究开始于20世纪70年代，至今已有30多年。1977年，北京机械工业自动化研究所曹祥康在江苏嘉兴召开了全国性机械手技术交流大会，是我国第一个以机器人为主题的大型会议。1983年12月在广州成立中国机械工程学会工业机器人专业委员会。1985年9月在沈阳成立中国自动化学会机器人专业委员会，这两个委员会在国家主管部门的领导下协助制定“七·五”、“八·五”机器人攻关项目的发展规划、机器人的有关标准及“863”科技发展规划。1986年《高技术研究发展纲要》，规定在自动化领域成立专家委员会，其下设立集成制造系统和智能机器人两个主题组。1995年8月，国家科技部举办“机器人与自动化生产应用工程合作协议”的签字仪式，标志着“智能机器人主题”初步战略目标调整工作完成。经过“七·五”攻关和“八·五”、“九·五”、国家“863”计划支持的应用工程开发，我国第一代工业机器人设计、制造和应用技术已趋于成熟。
国家“863”高技术计划中，将沈阳新松机器人自动化股份有限公司、哈尔滨博实自动化设备有限责任公司、一汽集团涂装技术开发中心、国家机械局北京自动化所工业机器人与应用技术工程研究中心、大连贤科机器人技术有限公司、天津市南开太阳高技术有限公司、上海机电一体工程有限公司、上海交大海泰科技发展有限公司、四川绵阳四维焊接自动化设备有限公司等确立为智能机器人主题的9个国家级产业化基地。此外，大连组合机床所、上海富安工厂自动化公司、国家机械局机械研究院及北京机电研究所、东风汽车公司、济南第二机床厂、济南铸锻研究所、昆明船舶公司、哈尔滨焊接研究所、北京精艺公司、哈尔滨风华机器厂、航天测控公司、首钢莫托曼公司、安川北科公司等都以其开发生产的特色机器人或应用工程项目而活跃在我国工业机器人市场上。
表1 我国主要工业机器人研发生产单位相关情况
二、我国工业机器人技术现状
在机器人技术基础方面，我国开展了机器人运动学、动力学与构型综合研究，机器人运动控制算法及机器人编程语言的研究，机器人内、外部传感器的研究与开发，多传感器控制系统的研究，离线编程技术、自诊断、安全保护技术等，基本掌握了工业机器人的所有关键技术。
在机器人控制装置研制方面，我国已经开发出双处理器、多处理器和分层控制装置，不少装置已经投入实际应用，主控计算机的档次也逐渐升级。
在机器人操作器研制方面，我国已经能够设计和生产点焊、弧焊、喷漆、装配等各类机器人，不少机器人拥有自主知识产权。其中，国产自动导引小车市场开拓最为成功，不仅牢牢占据国内市场，而且批量出口海外。
在机器人应用工程方面，世界各国主要行业对工业机器人的需求分布及应用类型见图1、图2，我国根据实际情况，设计建成多条机器人焊装生产线、装配机器人生产线和喷涂生产线，还设计开发了很多关键工位机器人工作站。
图1 20##年全球主要行业对工业机器人的需求分布
图2 20##年全球工业机器人应用类型分布
三、我国工业机器人市场需求
长期以来，由于我国人口众多、劳动力价格低廉、生产技术水平又相对落后，工业机器人的应用受到了很大限制。但是，随着工业机器人价格的不断降低和性能的不断提高，劳动力成本不断上升，尤其是汽车业的快速发展，我国工业机器人应用情况将发生质的变化。
据统计，“九·五”期间，我国工业机器人的需求量以每年30％以上的速度快速增长。至20##年时，我国工业机器人的拥有量已达3500台左右，主要包括点焊、弧焊、喷漆、注塑、装配、搬运、冲压等各类机器人，销售额为6．7亿元。20##年时拥有量达到7OOO台，年销售额增长至28．7亿元。近几年来，随着经济的快速增长，特别是汽车业的高速发展，我国每年新增的工业机器人台数以及总安装量都在快速增长。例如，20##年我国工业机器人新安装台数为5770台，20##年为6581台，20##年为7900台，20##年为5000台，截至20##年末，我国工业机器人安装量为36800台。根据国际机器人联合会和美国国家机器人协会最新推测数据数据，20##年我国工业机器人年安装台数将达10000，届时安装量将达60400台。
从工业机器人密度（汽车制造业中，每万名生产工人占有的机器人数量）分析，我国的汽车市场远未饱和。从汽车工业协会会20##年11月提供的具体数据看，日本和意大利分别达到1710和1600，德国为1180，法国1120台，西班牙950台，美国770台，英国610台，瑞典630台，我国还不到90台(08年我国汽车从业工人约为356万)，即使我国达到600台的密度，则拥有213600台的市场潜力。
归纳起来，国内工业机器人市场具有如下特征：
一是国内汽车业的高速发展有力促进了工业机器人市场的发展，自20##年，我国汽车行业进入高速增长期，作为自动化程度高、技术资金密集型产业，汽车行业的增产扩能拉动了工业机器人的需求。
二是沿海经济发达地区是工业机器人的主要市场。我国工业机器人的使用主要集中在广东、江苏、上海、北京等地，其工业机器人拥有量占全国一半以上。
三是外商独资企业、中外合资企业是目前工业机器人的主要用户。外商独资或中外合资企业自动化程度一般比较高，也导致工业机器人的需求量较大。
四是国内一些现代化水平比较高的企业开始越来越多地应用工业机器人。国内一些汽车厂家如奇瑞等为了提高产品竞争力，开始较多地应用工业机器人，军工企业特别是坦克装甲车等开始应用焊接机器人，特种船舶，如液化石油气运输船舶也开始采用焊接机器人，焊接速度和焊接质量得到明显提高。
五是劳动力成本的不断提高促使工业机器人不断进入企业。随着经济的发展，制造业工人从早期的仅解决温饱问题到现在对薪资和工作条件提出更高要求，像焊接、喷涂等恶劣工作条件的岗位将会被机器人代替。
六是我国日益增长的工业机器人市场以及巨大的市场潜力吸引世界著名机器人生产厂家的目光。目前，我国进口的工业机器人主要来自日本，20##年日本对华出口金额占我国进口工业机器人金额的一半。中国是ABB在全球的第一大市场和意大利机器人的第一大进口国。
四、国外工业机器人发展模式
日本模式：各司其职，分层面完成交钥匙工程，即政府制定相应政策，机器人制造厂商以开发新型机器人和批量生产优质产品为主要目标，由其子公司或社会工程公司来设计制造各行业所需要的机器人成套系统。
欧洲模式：一揽子交钥匙工程，即机器人的生产和用户所需要的系统设计制造全部由机器人制造厂商自己完成。
美国模式：采购与成套设计相结合。美国国内基本不生产普通工业机器人，企业需要的机器人通常由工程公司进口，再自行设计制造配套的外围设备，完成交钥匙工程。
中国工程院在20##年12月完成并公开的《我国制造业焊接生产现状与发展战略研究总结报告》指出，我国应从“美国模式”着手，在条件成熟后逐步向“日本模式”靠拢，同时欧洲的经验也值得我们学习。
五、工业机器人产业化的几个条件
工业机器人是先进制造业中不可替代的重要装备和手段，是衡量一个国家制造业水平和科技水平的重要标志。我国已经是世界公认的制造业大国，但随着劳动力成本的不断提高，经济发展模式必须进行调整，生产自动化、发展高科技产业已经成为必由之路。
一是国家政策支持，是加速高新技术产业化的重要前提，机器人属于国家战略性高技术，是多项前沿技术和综合实力的体现，国家应该制定长远政策加以规划和发展。国家在资金、税收等各个方面给予一定的优惠政策，把机器人产业发展纳入到重要产业政策中，鼓励企业采用国产机器人。
二是推动产学研联盟建设，形成强大的研究，开发和应用队伍。工业机器人涉及机械、自动化、计算机、人工智能等诸多学科，只有将国内所有力量组织起来，群策群力，才能将技术研究搞上去，并与国外大公司进行竞争。
三是尽快改变关键元器件主要依赖进口的局面。成本和整体解决方案己成为企业选择工业机器人的首要因素，成本居高不下是制约国产机器人进一步发展的关键因素之一，除了受到批量较小影响外，国产机器人发展主要受到关键元器件价格的制约。
四是除了努力提高工业机器人性能外，我国还要大力加强大型、专业应用工程软件开发工作。在工业机器人作业系统中，周边装备和控制单元占总成本的80％，这些装置的研发与集成决定着整个作业系统的开发周期，其技术性能直接影响系统的生产效率和产品质量，机器人作业系统开发已成为制约工业机器人推广应用的关键因素之一。
五是努力进入汽车领域，并积极开拓新的应用市场。汽车业是工业机器人应用太户，我国将汽车业作为支柱产业加以发展，虽然国外工业机器人厂家在此领域具有较明显优势，但仍可以避实就虚，在众多中小企业中大显身手。
六是加强人才队伍建设。给高技术人才创造发挥聪明才智的长效机制，吸引人才，培养人才，留住人才，高新技术企业的竞争是人才的竞争，没有人才，何谈发展。
七是机器人知识的普及程度对机器人产业化的进程起着很大的制约作用，因此，要进一步加大工业机器人宣传力度。